烯胺类膏状含能材料的制备与表征

论文摘要

本文的主要目的是合成一种兼具固体和液体推进剂优点的新的烯胺类膏体含能材料，实现推力大小的调节和发动机的多次重复启动与关机，同时膏体含能材料使用安全，不存在毒性挥发和泄漏问题，也降低了对环境的污染。本课题选用一种新的多组分烯胺类原料与无机酸盐，无机酸反应合成了作为膏体含能材料连续相的液体粘合基质，经过实验优化选择确定了液体粘合基质的最佳反应条件，在此条件下得到高氯酸铵转化率为84.75％的液体粘合基质。以合成的液体粘合基质作为连续相，然后于一定温度下加入增稠剂后与氧化剂、金属燃料、燃速催化剂等强力共混得到膏体含能材料，通过研究各组分含量对膏体性能及稳定性的影响，确定了膏体的最佳配方。实验过程中探索分析了合成液体粘合基质的反应历程及膏状含能产物的燃烧机理，并分析了基质及膏状含能产物的基本性能。通过红外光谱（FTIR）、核磁共振（1H-NMR）、元素分析等对液体粘合基质的结构进行了分析与表征，利用差示扫描量热法（DSC）和热失重分析法（TGA）表征了膏状产物的热性能。结果表明合成的膏状产物放热起始温度基本都维持在225℃-235℃范围内，放热值基本维持在1200-1500J／g范围内，将其常温常压于干燥器中储存580天之后，发现其起始温度、终止温度、热焓值等仍然近乎于没有发生变化，而固体及膏体TNT（?）同在相同条件下储存130天后就已失效，最终证明合成的以多乙烯多胺高氯酸盐为液体粘合基质的膏体含能物质不仅含能量较高且具有优良的稳定性能，可于常温、常压下保存，实地燃烧实验结果表明其点燃之后，不会发生类似于炸药的爆炸，而是持续的放热。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 引言
• 1.1 含能材料的简述
• 1.2 单体含能材料
• 1.3 复合含能材料
• 1.4 含能材料的合成制备
• 1.5 固体推进剂
• 1.6 液体推进剂
• 1.7 膏体推进剂
• 第二章 聚合物粘合基质的合成制备及结构表征
• 引言
• 2.1 聚合物粘合基质的合成制备
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 样品的合成
• 2.1.3 合成粘合基质原料的选择
• 2.1.4 合成液体粘合基质化学反应条件的选择
• 2.1.5 液体粘合基质的反应历程
• 2.1.6 液体粘合基质的基本性能
• 2.2 多烯多胺类高氯酸盐液体粘合基质的结构表征
• 2.2.1 粘合基质的红外光谱分析
• 2.2.2 核磁共振分析
• 2.2.3 元素分析
• 2.3 结论
• 第三章 膏状含能物质的制备及性能分析
• 引言
• 3.1 膏状含能物质的制备
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 膏状的制备工艺
• 3.1.3 膏体共混原料的选择
• 3.1.4 热性能测试
• 3.2 膏体含能物质的性能研究
• 3.2.1 金属燃料的含量对膏体热性能的影响
• 3.2.2 膏体含能材料中的迁移现象
• 3.2.3 液体粘合基质及氧化剂的含量对膏体性能的影响
• 3.2.4 膏体含能物质的燃烧机理
• 3.2.5 膏状含能物质的性能分析
• 3.3 结论
• 第四章 总结
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果
• 符号说明
• 致谢